分立元件逻辑门.ppt

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1、第二章门电路内容：分立元件逻辑门TTL与非门MOS门电路目的与要求：掌握TTL与非门电路结构、工作原理、电压传输特性、输入/输出特性、主要参数及其测量方法；了解CMOS反相器、CMOS门电路、CMOS传输门的逻辑功能和应用。重点与难点：重点：TTL与非门；难点：TTL与非门的工作原理。1§2.1概述门电路的作用：是用以实现逻辑关系的电子电路，与基本逻辑关系相对应。门电路的主要类型：与门、或门、与非门、或非门、异或门等。门电路的输出状态与赋值对应关系：正逻辑：高电位对应“1”；低电位对应“0”。混合逻

2、辑：输入用正逻辑、输出用负逻辑；或者输入用负逻辑、输出用正逻辑。一般采用正逻辑负逻辑：高电位对应“0”；低电位对应“1”。2100VVcc在数字电路中，对电压值为多少并不重要，只要能判断高低电平即可。K开------VO输出高电平，对应“1”。K合------VO输出低电平，对应“0”。VOKVccRVV§2.1概述3§2.2基本逻辑门电路一、二极管与门FD1D2AB+12V逻辑变量逻辑函数(uD=0.3V)000010ABF100111真值表：逻辑式：F=A•B逻辑符号：&ABF4二、二极管或门

3、FD1D2AB-12V§2.2基本逻辑门电路电路000011ABF101111逻辑式：F=A+B逻辑符号：ABF真值表：5R1DR2AF+12V+3V三、三极管非门嵌位二极管§2.2基本逻辑门电路电路逻辑式：逻辑符号：1AF真值表：6R1DR2F+12V+3V三极管非门D1D2AB+12V二极管与门四、与非门逻辑式：&ABF逻辑符号：§2.2基本逻辑门电路电路7§2.3TTL与非门数字集成电路：在一块半导体基片上制作出一个完整的逻辑电路所需要的全部元件和连线。使用时接：电源、输入和输出。数字集成电路

4、具有体积小、可靠性高、速度快、而且价格便宜的特点。TTL型电路：输入和输出端结构都采用了半导体晶体管，称之为:Transistor—TransistorLogic。82.3.1TTL与非门的基本原理一、结构TTL与非门的内部结构+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC3603k750100§2.3TTL与非门9输入级输出级中间级+5VABCR1T1R2T2R3FR4R5T3T4T5T1—多发射极晶体管：实现“与”运算。§2.3TTL与非门10+5VABCR1T1R2T2

5、R3FR4R5T3T4T5“非”复合管形式与非门输出级“与”§2.3TTL与非门111.任一输入为低电平（0.3V）时“0”0.7V不足以让T2、T5导通+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC3603k750100二、工作原理三个PN结导通需2.1V§2.3TTL与非门12+5VFR4R2R13kR5R3T3T4T1T5b1c1ABC0.7V“0”uouo=5-uR2-ube3-ube43.4V高电平！逻辑关系：任0则1。§2.3TTL与非门13+5VFR4R2R1

6、3kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC“1”全导通电位被嵌在2.1V全反偏1V截止2.输入全为高电平（3.4V）时§2.3TTL与非门14+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC全反偏“1”饱和uF=0.3V输入、输出的逻辑关系式：逻辑关系：全1则0。§2.3TTL与非门15一、电压传输特性2.3.2TTL与非门的特性和技术参数测试电路&+5Vuiuo电压传输特性是指输出电压Vo随输入电压Vi变化的特性。§2.3TTL与非门16传输特性曲线uo(V)ui(V)123UOH“1”UO

7、L(0.3V)阈值UT=1.4V理想的传输特性输出高电平输出低点平§2.3TTL与非门171.输出高电平UOH、输出低电平UOLUOH2.4VUOL0.4V便认为合格。典型值UOH=3.4VUOL=0.3V。2.开门电平UON和关门电平UOFFuiUTON=2.0V时，是输入高电平。§2.3TTL与非门3.高电平噪声容限UNH和低电平噪声容限UNL18二、输入、输出负载特性&&？分两种情况讨论：（1）前级输出为高电平时（2）前级输出为低电平时§2.3TT

8、L与非门1.扇出系数:与非门电路输出能驱动同类门的个数。19IiH1IiH3IOH前级输出为高电平时：+5VR4R2R5T3T4T1前级T1T1IiH2§2.3TTL与非门20T1T1T1+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1前级IOLIiL1IiL2IiL3前级输出为低电平时：与非门的扇出系数一般是10。§2.3TTL与非门21例：某TTL门电路，最大灌入电流IOL=10mA,最大拉出电流IOH=1mA,输入低电平电流IIL≤1.0mA,输入高电